OTN超长距离传输中的关键技术分析.pdf

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1、学术探讨·基坌砑目0TN超长距离传输中的关键技术分析辛鹏(中国电力科学研究院，北京102401)【摘要]随着数字业务的飞速增长，光传送网技术oTN由于具有大容量、远距离传送的优势，成为下一代传送网发展的主要方向。在大容量oTN超长距离传输中，由于损耗、噪声、色散、非线性效应等影响，造成信号质量下降、误码率增加。光放大器、色散补偿、前向纠错、编码调制等关键技术能够有效解决这些问题，提高信号的质量、降低误码，提高系统可靠性，实现大容量和超长距离传输。[关键词]oTN；超长距；非线性效应中图分类号：TN929．1文献标识码：A文章编号：1008．6609(2017)

2、06．0012．031引言随着数字业务的飞速增长，业务的丰富性提高了对大容量多业务传输系统的更高需求。0TN(0pticaITraIlsportNet．work)作为全新的光传送网技术，由于其具有高可靠性、低成本、大容量、远距离传送的优势，将成为下一代骨干网发展的主要方向。在大容量0TN超长距离传输中，会遇到损耗、噪声、色散、非线性效应等对光纤传输信号的影响，造成信号质量的下降、误码率增加。为了解决这些问题，实现超长距离传输，适宜采用以下关键技术，主要包括光放大器技术、色散补偿技术、前向纠错技术、编码调制技术等。2光放大器技术光信号在光纤中的衰耗是光信号在传输

3、过程中的能量损失，能量损失主要源于材料对光波的吸收和光波本身在传输过程中由于散射(主要是瑞利散射)而引起的能量减少。通过放大器技术，可以提高光信号功率，延长传输距离。光放大器是超长跨距光纤通信系统中相当重要的一部分。光放大器按照其原理来分，可以分为：半导体光放大器，掺稀土元素光纤放大器，非线性光纤放大器n，。光放大器分类㈣厂溯粉黻删光纤放大器1L掺锚光纤放大器①DFA)r拉曼光纤放大器(FRA)葺眺I光纤放<布里渊光纤放大器(FBA)大器L光纤参量放大器口oPA)图1光放大器分类在0TN超长距离传输中较为成熟使用的光放大技术主要为掺铒光纤放大器、拉曼光纤放大器

4、、遥泵放大器、高阶拉曼放大技术与二阶遥泵技术等。2．1掺铒光纤放大器(EDFA)掺铒光纤放大器(EDFA，Erbi啪DopedFiberAJnplifier)使用稀土铒元素(Er)作为光纤放大器的增益介质，利用受激辐射对入射的光信号进行放大。在工程应用中一般通过EDFA不同配置方案来解决光器件的插入损耗及传输损耗问题。EDFA增益较高、噪声比相对较低，非常适用于C波段的wDM通信。由于通信业务的快速增长，C波段的通信容量已经接近饱和，而EDFA无法扩展到其它波段使用，这大大作者简介：辛鹏(1972一)，女，江西人，硕士，高工，研究方向为电力系统通信及电力特种光

5、缆，。基金项目：国网科技项目：《基于塔内光中继技术的超长距骨干光通信系统应用研究》，项目编号：xxBl7201500152。．12．学术探讨·基全万厅限制了EDFA的进一步发展。2．2拉曼光纤放大器(Ⅺ1A)拉曼光纤放大器(FRA)是一种利用光纤非线性效应——拉曼散射原理的光纤放大器。它通过将信号附加一束强泵浦光同时注入光纤，使得能量由泵浦光流向信号光，实现对信号光的放大。FRA与EDFA的最大不同是带宽可以扩展到C波段之外的其它波段。FI认的响应时间比很快，为fs量级，适合对超短脉冲的信号进行放大。而且Ⅺ1A噪声低，可以满足小信号放大时对光信噪比的要求。2．

6、3遥泵放大器(ROPA)遥泵放大器(ROPA)是一个无源器件，它是将泵浦源与增益介质放置在不同地点的光纤放大器。它将无源器件(如掺铒光纤和隔离器等)部分内置于光纤中，将有源部分(如泵浦)放置在局端。RoPA本质是一种特殊形式的远程ED．FA。ROPA不需要配套电源、机房等设施，可靠性较高。因此，在超长单跨段LHP(LongHop)传输系统中经常使用Ro．PA作为功率补偿元件。ROPA可以提高大功率信号的光信噪比(0sNR)参数。ROPA输入端信号的光功率越小，输出信号的OsNR越低；输入端信号的光功率越大，输出信号的0SNR越高，因此为防止噪声将信号淹没，应避

7、免对低功率信号光进行放大。但是，ROPA配置的泵浦源功率较高，一般可以达到2w～4W。在实际应用中，如果光纤接头工艺不可靠，存在灰尘，容易导致烧毁光缆纤芯。而且ROPA的高功率也为工程施工和运维人员带来了较大的人身危险。从安全的角度，如非必需，在工程中尽量避免使用。2．4高阶拉曼放大技术与二阶遥泵技术高阶拉曼效应也称多次拉曼散射。前面提到的FRA利用的是光纤中的一阶拉曼散射。如果光纤中入射光功率足够大，除一阶拉曼散射外，还会激起高阶的拉曼散射，同样也可以利用其对信号进行放大。以二阶拉曼放大技术为例，它首先利用二阶泵浦光对一阶泵浦进行拉曼放大，然后再通过一阶泵浦

8、对信号进行拉曼放大。与一阶m认相比，对